3D-сканирование спаривающихся плодовых мушек раскрывает биологию самки

Исследователи из Корнеллского университета использовали передовую рентгеновскую технологию для неинвазивной визуализации плодовых мушек (Drosophila melanogaster) во время и после спаривания.

Исследование, опубликованное 3 июня в Proceedings of the National Academy of Sciences, описывает, как с помощью микро-КТ (компьютерной томографии) сканера высокого разрешения были получены детальные 3D-данные о морфологических изменениях в репродуктивном тракте самок мух.

Анализ показал, как координируются овуляция, движение яйцеклетки, хранение спермы, её высвобождение и оплодотворение. Результаты важны для понимания базовой репродуктивной биологии и могут иметь значение для контроля насекомых. Исследование также показывает, как молекулы из семенной жидкости самца влияют на физиологию самки и облегчают репродуктивные процессы — механизмы, имеющие параллели у других насекомых, млекопитающих и человека.

Ключевые наблюдения:

• После спаривания матка отгибается, растягивая и распрямляя петлевидные яйцеводы. Это запускается белками семенной жидкости самца и, вероятно, позволяет яйцеклетке покинуть яичник.
• Форма матки меняется: плотно закрытая до спаривания, она раскрывается и раздувается во время него, чтобы вместить яйцо, а затем сжимается вокруг него, удерживая для оплодотворения.
• Сканы чётко показали, как самец прокалывает репродуктивный тракт самки и как он сцепляется с её щетинками для позиционирования.
• Используя мутантных самок без яиц и самцов без ключевых семенных белков, исследователи доказали, что конкретный белок семенной жидкости самца необходим для распрямления яйцеводов и овуляции.

Это первое исследование, позволившее увидеть, что происходит внутри самки плодовой мушки в ответ на спаривание во время репродукции.